Svängningar i massorna av världens största inlandsisar har viktiga konsekvenser för framtida havsnivåhöjning, men att förstå det komplicerade samspelet mellan atmosfäriska förhållanden, processer för tillförsel av snöfall och smältning har aldrig varit lätta att mäta på grund av den stora storleken och den avlägset belägna glaciärlandskapen.

Mycket har förändrats till det bättre under det senaste decenniet, enligt ett nytt granskningsdokument medförfattare av forskare vid University of Colorado Boulder, NASA, Utrecht University och Delft University of Technology och nyligen publicerad i Genomgång av Geofysik .

Studien beskriver förbättringar av satellitbilder och fjärranalysutrustning som har gjort det möjligt för forskare att mäta ismassan mer i detalj än någonsin tidigare.

"Vi har kommit långt under de senaste 10 åren ur ett observationsperspektiv, sa Jan Lenaerts, huvudförfattare till forskningen och en biträdande professor vid CU Boulders avdelning för atmosfäriska och oceaniska vetenskaper (ATOC). "Att veta vad som händer med inlandsisar i termer av massa i, mass out gör att vi bättre kan koppla klimatvariationer till ismassa och hur mycket massan har förändrats över tiden."

Inlandsisen får i första hand massa från nederbörd och förlorar den på grund av fast isutsläpp och avrinning av smältvatten. Nederbörd och avrinning, tillsammans med andra ytprocesser, kollektivt bestämma ytmassbalansen. Antarktis isark, världens största, är kallt året runt med endast marginell sommarsmältning. En liten ökning eller minskning av årligt snöfall, sedan, kan göra en betydande skillnad i ytmassa eftersom tillsatsen eller subtraktionen förvärras över ett massivt område.

"Snöfall är dominerande över Antarktis och kommer att förbli så under de närmaste decennierna, " sa Lenaerts. "Och vi har sett att när atmosfären värms upp på grund av klimatförändringar, som leder till mer snöfall, vilket något dämpar förlusten av inlandsismassa där. Grönland, däremot upplever riklig sommarsmältning, som styr mycket av dess nuvarande och framtida isförlust. "

Tidigare år, klimatmodeller skulle ha kunnat återge finesser av snöfall i ett så avlägset område. Nu, tack vare automatiserade väderstationer, luftburna sensorer och satelliter i omloppsbana som NASA:s Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) uppdrag, dessa modeller har förbättrats avsevärt. De producerar realistisk istäckes yta massbalans, möjliggöra större rumslig precision och ta hänsyn till regional variation samt vinddriven snödistribution-en detaljgrad som skulle ha varit okänd så sent som i början av 2000-talet.

"Om du inte har inmatningsvariabeln rätt, du börjar på fel fot, ", sa Lenaerts. "Vi har fokuserat på snöfall eftersom det i hög grad påverkar inlandsisens öde. Luftburna observationer och satelliter har bidragit till att ge en bättre bild av alla dessa processer. "

Markbaserade radarsystem och iskärnprover ger ett användbart historiskt arkiv, gör det möjligt för forskare att gå tillbaka i tiden och observera förändringar i inlandsisen under långa tidsperioder. Men medan nuvarande teknologier möjliggör större rumslig övervakning, de saknar förmågan att mäta snötäthet, vilket är en avgörande variabel för att översätta dessa mätningar till massförändringar.

Den största möjligheten kan ligga i kosmiska strålräknare, som mäter ytmassbalansen direkt genom att mäta neutroner som produceras av kosmiska strålkollisioner i jordens atmosfär, som ligger kvar i vatten och kan avläsas av en sensor. Under långa tidsperioder, en uppsättning av dessa enheter skulle teoretiskt kunna ge ännu större detaljer.

Övergripande, Lenaerts sa, området för observation av inlandsis har blivit myndig de senaste åren, men kan fortfarande dra nytta av ytterligare resurser.

"Samhället av forskare som studerar dessa frågor är fortfarande relativt litet, men det är redan en global gemenskap och intresset växer, " sa han. "Vi skulle vilja komma till en punkt där inlandsmassaprocesser inkluderas i globala klimat- och jordsystemmodeller, för att verkligen visa den större bilden."